电工与电子技术课后答案2文档格式.docx

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④画出电流、、、及电压的相量图；

⑤瞬时值、、、及。

①

②；

；

③；

，故电压与各电流的相位差为

④电流、、、及电压的相量图如题2-2图所示。

⑤各电流与电压的瞬时值为

2-3在题2-3图所示电路中，已知三个支路电流及电压为：

，，，。

试判别3个支路各是什么性质？

由于三个支路是并联的，所加的电压相同，故对于支路，电压与电流的相位差为

即电压超前电流，此支路为感性；

对于支路，电压与电流的相位差为

即电压滞后电流，此支路为容性；

即电压与电流同相位，此支路为阻性。

2-4一个电感线圈接到的直流电源时，测出通过线圈的电流为。

然后又接到、的正弦交流电源上，测出通过线圈的电流为。

计算电感线圈的电阻和电感。

对于电感线圈可以用题2-4图的等效电路来表示，即相当于一个电阻和一个纯电感相串联。

则当电感线圈接到直流电源时，电感可以看成短路，由欧姆定律可得

当电感线圈接到交流电源时，不仅电阻上有压降，而且电感上也有压降，由于是串联电路，电阻和纯电感通过的为同一电流，故设电流为参考相量，电阻两端电压与电流同相位，纯电感两端电压超前电流，可画出相量图如题2-4图（b）所示，由矢量合成法可得总的电压，各个电压的模根据沟股定理可得

其中，，，，代入上式可得

则

电感为

2-5一电容元件两端电压，通过它的电流。

求电容的值及电流的初相角，绘出电压、电流的相量图，并计算无功功率。

由题意电容元件两端电压的有效值为，则容抗为

电容为

由于电容元件两端的电压与电流的相位差为，即电压滞后电流，故电流的初相角为

其电压、电流的相量图如题2-5图所示

无功功率为

2-6在题2-6图所示的电路中，已知，，，。

试求：

①电路的复数阻抗；

②、、、、、；

③电路的有功功率、无功功率、视在功率及功率因数；

④画相量图；

⑤若在该电路中加入直流电压，结果又如河？

①感抗和容抗为

则电路的复数阻抗为

阻抗模为

阻抗角为

说明电路两端的电压超前电流，电路呈感性。

②电路两端的电压的有效值为，相量为，则电流为

所求的各电压为

由题2-6图（a）所示的电路相量图可知，电压的模为

辐角为

则电压为

电压

3电路的有功功率为

或者

电路的无功功率为

‘

电路的视在功率为

4电路的相量图如题2-6图（a）所示；

5若在该电路中通入的直流电压，则电容相当于开路，电感相当于短路，电流，，，功率全为零。

2-7在题2-7图中，有三个复数阻抗相串联，电源电压。

已知，。

①电路的等效复数阻抗，电流和电压、、；

②画出电压、电流的相量图；

③计算电路的有功功率、无功功率和视在功率。

①由于为三个复数阻抗相串联，故等效复数阻抗为

则电流为

各部分电压为

②电压与电流的相量图如题2-7图（a）所示。

③电路的有功功率为

或者

2-8在题2-8图所示电路中，电源电压为工频正弦电压。

在未闭合前，电压表的读数为，两个电流表与的读数均为，功率表的读数为。

今维持电源电压不变，①试问闭合并入电容后，各电表的读数应如何变化？

试求此时它们的读数；

②计算并联电容前后电路的功率因数。

①当闭合并入电容后，由于电源电压不变，且电容元件不消耗有功功率，故线圈的电流、电路的功率都不变，即电压表的读数仍为，电流表的读数仍为，功率表的读数仍为。

而电路总的电流减少，即电流表A的读数下降。

由有功功率公式可知

并联电容之前电路的功率因数为

功率因数角为

在并入电容后其电路如题2-8图（a）所示，电容支路的电流为

由电路相量图题2-8图（b）可得

故并联电容后电流表的读数为。

②并联电容前电路的功率因数为

并联电容后，有功功率、电路两端的电压均不变，则由有功功率的公式可得

2-9在题2-9图所示电路中，已知，,，，。

①当电容的值为多少时，与同相；

②此时电路中的、及；

③电阻消耗的功率。

由于电容的容抗为

所以

故只要求出电容两端的电压即可。

先做出与同相时的电路相量图，如题2-9图（a）所示。

电感的感抗，即，而电阻和电感并联，两端的电压相同，故电流的有效值也相同，即。

则电压为

而由相量图可知，故

②由相量图可知

③电阻消耗的功率为

2-10电路如题2-10图所示，已知，，，，。

①、、及；

②有功功率、无功功率及视在功率。

①

②

2-11如题2-11图所示的电路中，已知，，，，，。

①求电流表的读数和电路的功率因数；

②要使电路的功率因数提高到，则需并联多大的电容？

③并联电容后电流表的读数为多少？

①并联电容前，设，则各电流为

故电流表的读数为，电路的功率因数。

②若使电路的功率因数提高到，即。

而电路的有功功率为

则需并联的电容为

3由于并联电容前后电路所消耗的有功功率不变，即

故并联电容后电路总电流为

即并联电容后电流表的读数为。

2-12在题2-12图所示的并联电路中，已知，，，,。

①并联电路的等效复数阻抗；

②电流、和电压；

③画出电压、电流的相量图。

①电路的等效复数阻抗为

②电流的有效值为，相量形式为，则电压为

则电流和为

③电路的电压与电流的相量图如题2-12图（a）所示。

2-13电路如题2-13图所示，电源电压为，复数阻抗中含有的电阻。

①试问当中的电流为最大时，应为什么性质？

其值为多少？

②试求电流的最大值。

①根据戴维南定理，先除去，求其两端的开路电压，如题2-13图（a）所示。

设

，则电流和为

则开路电压为

由题2-13图（b）可求等效电源的复数阻抗为

设，则电流为

其有效值为

若使电流的值最大，则应使，即，也就是为电容性质。

②此时电流的值为

2-14在题2-14图中，已知，，，，求电流。

根据戴维南定理，先断开所求支路，即除去电阻，求其两端的开路电压如题2-14图（a）所示，各电流为

由题2-14图（b）可求得戴维南定理的等效电阻，即

其等效电路如题2-14图（c）所示，其电流为

2-15已知电路如题2-15图所示。

①用叠加原理求、和，并判断恒流源是电源还是负载；

②用戴维南定理求电流。

①由叠加原理，当电压源单独作用时，恒流源断开，其等效电路如题2-15图（a）

所示。

则

当电流源单独作用时，恒压源用短路线代替，如题2-15（b）所示。

将上述各分量进行叠加，即可得

由于和为关联方向，且近似为同相位，故为负载元件。

②由戴维南定理，首先断开电流所在的支路，并求两端的开路电压，即如题2-15图（c）所示。

则开路电压为

在题2-15（d）图中，可得等效电源的内复数阻抗为

其等效电路如题2-15（e）所示，则所求电流为